Universidad de Murcia Curso Académico Facultad de Química 2012-2013 Titulación de Ingeniero Químico 1-Identificación 1.1. De la asignatura Nombre de la signatura Contaminación de Suelos Código 06J1 Curso / Grupos 5º / 1 Tipo Optativa Créditos LRU Teóricos Prácticos 3 1.5 Estimación del volumen de trabajo del alumno (ECTS)* 112.5 horas Duración Cuatrimestral (1º) Idiomas en que se imparte Español 1.2 Del profesorado: Nombre y Apellidos Área/ Departamento Joaquín A. Edafología y Química Hernández Agrícola/ Bastida Química Agrícola, (coord.) Geología y Edafología Mª José Edafología y Química Martínez Agrícola/ Sánchez Química Agrícola, Geología y Edafología Despacho y Facultad dónde se ubica 321 Facultad de Química 319 Facultad de Química Teléfono Correo electrónico y página web 868 88 7450 hbastida@um. es Horario de atención al alumnado Jueves de 10 a 13 horas.tutoría electrónica 868 88 7448 mjose@um.es Lunes de 11 a 14 horas 2-Presentación Esta asignatura pretende proporcionar una formación sobre la contaminación del suelo partiendo del conocimiento del mismo, su funcionamiento y de las propiedades que le proporcionan sus particulares constituyentes. Esta visión de la contaminación parte del cuerpo natural que la experimenta el suelo- y de los mecanismos de interacción que presenta para actuar frente a los distintos 1
agentes contaminantes que puede recibir. Para ello, se pone en contacto con los elementos del suelo en los que radica su capacidad de amortiguación así como con los métodos en uso para el diagnóstico y caracterización de distintos tipos de contaminantes en relación con los niveles de referencia que se manejan en la actualidad. El conocimiento de dichos mecanismos de acción del suelo sobre la dinámica de los contaminantes permitirá, además, en una fase posterior conocer los procesos físicos, químicos, fisicoquímicos y biológicos que servirán para conseguir la recuperación o mejora de los suelos contaminados. El conocimiento de estos contenidos y su manejo resultan de gran utilidad para todo tipo de estudios, proyectos, informes, trabajos, etc. que tengan que ver con cualquier aspecto teórico o aplicado en relación con la calidad ambiental del suelo: protección del suelo, evaluación de contaminación y de riesgos de contaminación, etc. Descriptores: Propiedades del suelo con influencia en la dinámica de contaminantes. Constituyentes edáficos que las determinan. Diagnóstico y caracterización de suelos contaminados. Análisis de riesgos de contaminación de suelos. Métodos de recuperación de suelos 3-Conocimientos previos - Conocimientos esenciales: los básicos en Química, Física y Matemáticas - Conocimientos recomendables: los relacionados con el Medio Físico, Edafología, Gestión de Suelos, etc. 4-Competencias Genéricas: 1. Capacidad de análisis y síntesis. 2. Capacidad de organización y planificación. 3. Comunicación oral y escrita 4. Resolución de problemas y toma de decisiones 5. Trabajo en equipo 6. Razonamiento crítico y compromiso ético 7. Sensibilidad hacia temas medioambientales. 8. Aprendizaje autónomo. 9. Capacidad de aplicar los conocimientos teóricos en la práctica. Específicas de la asignatura 1. Capacidad para adquirir conocimientos básicos sobre el funcionamiento del suelo como cuerpo receptor/transmisor de la contaminación y las propiedades del mismo que tienen influencia en la dinámica de contaminantes y los constituyentes que las determinan. 2. Capacidad para identificar y caracterizar los suelos contaminados de acuerdo con los diferentes métodos de diagnóstico y niveles de referencia manejados en la actualidad. 2
3. Capacidad de utilizar las técnicas de muestreo, análisis y cartografía de suelos necesarias en la realización de un informe edáfico para la evaluación del impacto ambiental. 4. Capacidad para realizar informes sobre emplazamientos contaminados y sus posibilidades de recuperación. 5. Capacidad de evaluar los riesgos de contaminación ligados a la presencia de agentes contaminantes en el medio y su posible dispersión en el mismo. 6. Capacidad para seleccionar y aplicar técnicas de recuperación de suelos degradados. 5-Contenidos TEORÍA I.- CONSTITUYENTES Y PROPIEDADES DEL SUELO RELACIONADAS CON LA DINÁMICA DE CONTAMINANTES 1.- El suelo como interfase en los ecosistemas. Funciones del suelo frente a la contaminación. 2.- Constituyentes del suelo frente a la dinámica de los contaminantes. 3.- Influencias de las propiedades del suelo en la dinámica de contaminantes. 4.- Mecanismos de interacción del suelo con los agentes contaminantes. Carga crítica del suelo. II. DIAGNÓSTICO Y CARACTERIZACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS 5.- Contaminación y Suelos contaminados: conceptos generales. Agentes contaminantes: Tipos, origen y efectos sobre el medio ambiente. 6.- Diagnóstico y caracterización de suelos contaminados. Niveles de calidad y referencia. Estrategias de estudio. 7.- Distribución espacial de la contaminación. Técnicas de cartografía de contaminantes. Tratamiento de datos. 8.- Metodología analítica en el estudio de suelos contaminados. Diseño y validación de métodos. 9.- Especiación de contaminantes. Extracciones secuenciales y selectivas. III. ANÁLISIS DE RIESGOS 10.- Influencia de los factores extraedáficos en la dinámica de contaminantes en el suelo. 11.- Influencia de los procesos de meteorización, transporte y sedimentación en el riesgo de contaminación de suelos. 12.- Elaboración de informes y medidas de monitorización. IV. MÉTODOS DE RECUPERACIÓN DE SUELOS 13.- Descontaminación de suelos. Medidas de recuperación de suelos. 14.- Técnicas de recuperación de suelos on side y off side. 15.- Biorregeneración. 3
PRÁCTICAS 1. Determinaciones de parámetros edafológicos básicos: ph, carbonatos, materia orgánica, salinidad, granulometría y capacidad de cambio. 2. Extracciones selectivas y secuenciales de metales pesados. 3. Interpretación de datos del suelo en relación con la caracterización de la contaminación 4. Problemas y supuestos prácticos aplicados a aspectos de la Contaminacion de Suelos 5. Salida de campo para identificar in situ suelos contaminados por diversos agentes químicos y observar los impactos ambientales generados por los mismos. 6-Metodología docente y Estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS) 6.1-Metodología docente Para el desarrollo de las competencias de la asignatura se utilizará la metodología que a continuación se indica en función del tipo de sesiones a realizar: A. - Clases teóricas Se utilizará sobre todo la clase magistral llevando a cabo la transmisión de información por exposición oral con apoyo de distintas tecnologías durante una parte del tiempo total de la clase, dedicando una parte de la misma a la resolución de dudas, cuestiones, preguntas, establecer debate individual o en grupo, etc. Se combinará, además, con aprendizaje autónomo dirigido, trabajo en grupo, resolución de casos prácticos y problemas, lectura individual y resumen de artículos científicos, etc. B.- Clases prácticas Están organizadas en: prácticas realizadas en laboratorio, aula y salidas de campo, siendo en todos los casos obligatoria la asistencia y participación en las mismas. Se utilizará en ellas la metodología de aprendizaje cooperativo, realizándose actividades de aprendizaje en el laboratorio y aula en grupo de tres o cuatro personas, dirigidas sobre todo al estudio de casos y resolución de problemas. De estas sesiones prácticas cada grupo realizará posteriormente un informe que servirá para la evaluación de dichas prácticas junto con el informe de la salida de campo que se indica a continuación. Campo Se realizan dos salidas de campo de medio día de duración con el objeto de observar suelos afectados por diversos procesos de contaminación y cuya fecha será señalada con suficiente antelación En la segunda salida se recorrerán áreas de suelos contaminados por actividades mineras, industriales y agrícolas para conocer su problemática in situ y poder relacionar su situación actual con el origen de la misma y los 4
efectos e impactos ambientales provocados por los agentes tóxicos, así como caracterizar los posibles métodos de recuperación de los mismos. Los contenidos de ambas excursiones serán objeto de examen, junto a la teoría, y/o de un informe realizado por los mismos grupos (3-4 alumnos) de prácticas. Dicho informe, en su caso, incluirá el recorrido realizado, actividades ejecutadas y contenidos tratados en las diversas paradas, en el que podrán incluirse, además, mapas, gráficos, tablas, fotos, etc., así como la ampliación de aquella información que considere necesaria para tratar del contenido de la excursión. C.- Tutorías Estas sesiones se utilizarán para resolver dudas, completar información, ampliar bibliografía, etc. que se generen en el proceso de realización del informe de prácticas y el de la salida de campo. 7.- Temporalización o cronograma Al comienzo de la asignatura se presentará un cronograma con la distribución temporal de los diversos temas y actividades del programa así como las fechas de las diversas convocatorias de examen 8.- Evaluación La evaluación se lleva a cabo asignando 10 puntos como valoración máxima. Haber realizado y tener aprobadas las prácticas es imprescindible para realizar el examen de teoría. La evaluación de cada una de los apartados indicados se realiza en la forma que se especifica a continuación: Examen Teórico Se realiza un examen final sobre los contenidos teóricos desarrollados en el programa. Para realizar dicho examen es necesario haber efectuado y aprobado previamente las prácticas de la asignatura, El examen consta de diversas preguntas de desarrollo y/o resolución de casos, en los que el alumno tendrá que realizar esquemas, relacionar conceptos, explicar características de ciertos procesos de degradación, definir algunos conceptos básicos, aplicar conocimientos teóricos a supuestos prácticos planteados, etc. Calificación de Prácticas: La evaluación se realizará en base a la asistencia, participación y aprovechamiento en las mismas junto con la valoración de todos los materiales indicados anteriormente. Calificación final Se obtendrá sumando las notas obtenidas en cada parte del examen teórico, cuando ambas sean se encuentren, al menos, aprobadas, ajustándose, en su caso, con los resultados obtenidos en las prácticas realizadas. 9-Bibliografía recomendada 5
Básica Adriano, D.C. 2001. Trace elements in terrestrial environments: Biogeochemistry, Bioavailability and Risks of metals. 2ª Ed. Springer-Verlag. New York. Bourrelier, P.H. & Berthelin, J. 1998. Contamination des sols par les elements en traces: les risques et leur gestion. Acad. des Sci. Rapport nº 42. Lavoisier. Paris. p 440. Huang C.P.; Bailey, G. W. & Bowers, A.R. 1995. Metal Speciation and Contamination of Soil. CRC Press, Inc. Ann Habor. p 358. IHOBE. 1994.Guías Metodológicas. CAPV. Manahan, S.E 1994. Environmental Chemistry. 6th ed. CRC Press, Inc. Boca Raton. Florida. p 811. Pierzynski, G.M., Sims, J.T. & Vance, G.F. 2000. Soils and Environmental Quality. CRC Press. Boca Raton. pp 459. Robert, M. 1996. Le Sol: interface dans l environment. Resource pour le développement. Masson. Paris. Complementaria Baird, C. 2001. Química Ambiental. Ed. Reverté. Barcelona. P 622. Domenech, X. 1999. Química de la Contaminación. Miraguano Ediciones. Madrid. p 158. Domenech,X. y Peral, J. 2006. Química Ambiental de sistemas terrestres. Ed. Reverté. Barcelona. ITGE. 1995. Contaminación y depuración de suelos. Instituto Tecnológico Geominero de España. ITGE.1996. Suelos contaminados. Instituto Tecnológico Geominero de España. Kabata-Pendias A. & Pendias, H. 1992. Trace Elements in soils and Plants. 2nd EdCRC Press..Florida. p 365. Leschber, R.D. Davis and P. L Hermite, Ed., Chemical Methods for Assessin Bio- Available Metals in Sludges and soils. Elsevier Ap`plied Science. London (1985). Porta, J., López Acevedo, M. y Roquero, C. 2003. Edafología para la agricultura y el medio ambiente. 3ª Ed. Mundi-Prensa. Madrid. Salomons, W.; Förstner, U. & Mader, P. 1995. Heavy Metals. Springer-Verlag. Berlin. p 412. Spiro, T.G. & Stigliani, W.M. 2004. Química Medioambiental. Pearson. Prentice Hall. Madrid. p 504. Sposito, G. 1989. The Chemistry of Soils. Oxford University Press. New York. p 277. Tan, K.H. 1994. Environmental Soil Science. M. Dekker, Inc. New York. p 304. Ure, A.M. & Davidson, C.M. 1995. Chemical Speciation in the enviroment. Blackie Academic & Professional. Chapman & Hall. New York. p 408. Algunas direcciones de la Web de interés en esta temática AGENCIA AMBIENTAL EUROPEA: http://www.eea.europa.eu/ AGENCIA PROTECCIÓN AMBIENTAL USA: http://www.epa.gov DEPARTAMENTO DE EDAFOLOGIA UNIVERSIDAD DE GRANADA: edafología.ugr.es 6
FAO: http://www.fao.org ISRIC (Centro Internacional de Referencia e Información de Suelos): http://www.isric.nl MINISTERIO MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO: http://www.marm.es (Apartado de Calidad y Evaluación Ambiental) PNUMA: http://www.pnuma.org SOCIEDAD ESPAÑOLA DE LA CIENCIA DEL SUELO: http://www.secs.com.es/ CITME: http://www.madrimasd.org (Guía de recuperación de suelos contaminados) 7